一种履带式机器人的新型动力机构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种履带式机器人的新型动力机构，包括箱体、蜗杆传动机构、减速齿轮传动机构、同步带传动机构、及支架—履带机构，还包括单一动力源，所述单一动力源将动力依次经过蜗杆传动机构、减速齿轮传动机构、同步带传动机构传至支架—履带机构；所述蜗杆传动机构包括置于箱体中间部分的蜗杆以及四个与蜗杆成90°配副的蜗轮。本实用新型专利技术实现了使用单一动力源可向每个方向的履带同时传递相同的运动和动力，保证任意侧面的履带与地面接触时，履带式机器人均能够运动。

【技术实现步骤摘要】
一种履带式机器人的新型动力机构
本技术属于机器人
，涉及一种新型减速器，特别涉及一种履带式机器人的新型动力机构。
技术介绍
随着科学技术的发展，机器人的应用越来越广泛。目前，大多数履带式机器人，只有与地面接触的一侧包覆有履带，设有单履带或者双履带，实现运动；其动力机构是通过安装在内部的直流电机驱动，直流电机通过离合器连接减速器，但是，动力机构只能够传递一个方向的运动和动力，若要实现其他方向的动力需要增加电机及机械结构设计。研发一种新型的动力机构，使履带式机器人在运动时能够获得足够的运动和动力，是目前机器人领域的热点问题。目前缺少一种新型的动力机构，在履带式机器人四面均包覆有履带的情况下，能够使用单一动力源(如舵机)，向四周履带传递相同的运动和动力，无论哪一个侧面的履带与地面接触，机器人均能运动。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本技术提供一种履带式机器人的新型动力机构，在履带式机器人四个不同侧面均包覆有履带的情况下，使用单一动力源，向每个方向的履带同时传递相同的运动和动力，保证任意侧面的履带与地面接触时，履带式机器人均能够运动。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种履带式机器人的新型动力机构，包括箱体、蜗杆传动机构、减速齿轮传动机构、同步带传动机构、及支架—履带机构，还包括单一动力源，所述单一动力源将动力依次经过蜗杆传动机构、减速齿轮传动机构、同步带传动机构传至支架—履带机构；所述蜗杆传动机构包括置于箱体中间部分的蜗杆以及四个与蜗杆成90°配副的蜗轮。优选的是，所述减速齿轮传动机构包括与涡轮连体铸造的小齿轮、以及与小齿轮啮合的大齿轮。优选的是，所述同步带传动机构包括小带轮、大带轮和同步带，所述小带轮与大齿轮同轴安装，小带轮与大带轮之间通过同步带连接。优选的是，所述支架—履带机构包括四组位于箱体四个侧面的履带、履带轮、履带轮支架轴和支架，每组履带中间通过履带轮支架轴连接，所述履带轮支架轴的两端安装履带轮、中间安装同步带传动的大带轮。优选的是，所述单一动力源采用驱动舵机，驱动舵机的伸出轴端与蜗杆的轴端通过联轴器连接，四个相同的蜗轮与蜗杆配副，之间互成90°布置；动力通过蜗杆、蜗轮、小齿轮、大齿轮、小带轮、大带轮、履带轮，传至四组履带。优选的是，大带轮与履带轮支架轴采用普通平键连接，履带轮与履带轮支架轴采用紧定螺钉连接。优选的是，所述箱体内部采用十字构造，并设有侧挡板，所述的蜗轮、小齿轮、大齿轮、小带轮安装在侧挡板上，实现蜗轮轴、齿轮轴的支承。与现有技术相比，本技术优点在于：本技术的动力源动力输出方式首先设计蜗杆传动机构，通过安装于箱体中间位置的蜗杆，与四个成90°布置的相同涡轮同时配副，蜗杆轴一端通过联轴器与舵机的伸出轴端联接，实现单一动力源的驱动下，向四周每个方向的履带同时传递相同的运动和动力，保证无论哪一侧面的履带与地面接触，履带式机器人均可以实现运动。此外，箱体部分其内部采用十字构造，箱体侧挡板可以实现涡轮轴、齿轮轴的支承，避免了交错轴的干涉问题，保证了各组驱动机构有序稳定运行。附图说明图1为履带式机器人动力机构示意图(正视方向)；图2为履带式机器人动力机构示意图(俯视方向)；图3为蜗杆传动机构、减速齿轮传动机构、同步带传动机构配合安装立体示意图；图4为动力机构安装示意图；图5为履带式机器人侧面结构示意图。图中，1.蜗杆；2.涡轮；3.小齿轮；4.大齿轮；5.小带轮；6.履带；7.减速箱箱体底板；8.大带轮；9.联轴器；10.箱体侧挡板；11.角接触球轴承；12.同步带；13.驱动舵机；14.履带轮；15.支架；16.履带轮支架轴。具体实施方式下面结合附图对本技术的结构设计和具体实施例进行详细阐述，以使本技术的优点和特征能易于被本领域技术人员理解。如图1-5所示，履带式机器人的新型动力机构，包括箱体、单一动力源、蜗杆传动机构、减速齿轮传动机构、同步带传动机构、及支架—履带机构。单一动力源将动力依次经过蜗杆传动机构、减速齿轮传动机构、同步带传动机构传至支架—履带机构。蜗杆传动机构包括置于箱体中间部分的蜗杆1以及四个与蜗杆1成90°配副的蜗轮2。减速齿轮传动机构包括与涡轮2连体铸造的小齿轮3、以及与小齿轮3啮合的大齿轮4。同步带传动机构包括小带轮5、大带轮8和同步带12，小带轮5与大齿轮4同轴安装，小带轮5与大带轮8之间通过同步带12连接。支架—履带机构包括四组位于箱体四个侧面的履带6、履带轮14、履带轮支架轴16和支架15。四组履带6(八条)的布置形式如图5所示，每组履带中间通过履带轮支架轴16连接，履带轮支架轴16的两端安装履带轮14、中间安装同步带传动的大带轮8。如图1、2、3所示，单一动力源采用驱动舵机13，驱动舵机13的伸出轴端与蜗杆1的轴端通过联轴器9连接，四个相同的蜗轮2与蜗杆1配副，之间互成90°布置。动力和运动的传递路线是：驱动舵机13—蜗杆1—涡轮2—小齿轮3—大齿轮4—小带轮5—大带轮8—履带轮14，最终将动力传至四组履带6。如图2所示，大带轮8与履带轮支架轴16采用普通平键连接，履带轮14与履带轮支架轴16采用紧定螺钉连接。如图1、4所示，箱体内部采用十字构造，并设有侧挡板10，蜗杆1布置在箱体的中间位置，其两端安装有角接触球轴承11，轴承的安装形式为两端游动支承。涡轮2和小齿轮3连体铸造，大齿轮4与小齿轮3啮合，小带轮5与大齿轮4同轴安装。涡轮2和小齿轮3以及小带轮5和大齿轮4安装在箱体的侧挡板10上，实现蜗轮轴、齿轮轴的支承，即实现了内部不同传动部件的安装和支承，同时避免了因交错轴之间的干涉问题。下面举例对本技术的具体参数设计做说明。蜗杆传动部分设计：根据工作要求，取蜗杆头数z1＝1，蜗杆传动比i1＝40，取动力机构的总传动比i0＝60，分配到齿轮传动部分的传动比i2＝i0/i1＝1.5。(1)选择蜗杆、涡轮的齿数传动比取Z1＝1，Z2＝i1·Z1＝40(2)查资料，确定许用应力：σHP＝σ*HP·ZVS·ZN＝220×0.87×1.05＝200.97N/mm2σFP＝σ*FP·YN＝70×0.82＝57.4N/mm2(3)接触强度设计：取K＝1.2涡轮轴的转矩：式中，暂取蜗杆传动的效率η＝0.82。查资料，取m＝1.25mm,d1＝20mm按i1≥40，m＝1.25mm,d1＝20mm,Z1＝1,Z2＝49,x2＝-0.5涡轮分度圆直径d2＝mz2＝61.25mm导程角涡轮蜗杆传动各主要参数：蜗杆传动的检验项目和公差等级涡轮：传动项目：蜗杆传动的润滑及强度校核润滑油的运动粘度υ40＝680cSt，润滑方式为油池润滑。蜗杆传动采用涡轮上置的布置形式，确定涡轮的浸油深度大概是涡轮外径的三分之一，即浸油深度h＝21mm。(1)校核涡轮齿面接触强度齿面接触强度验算公式：查资料，KA＝0.9,Kβ＝1.1,KV＝1.1涡轮传递的实际转矩查资料得：ZVS＝0.98σHP＝σ'HP·ZVS·ZN＝220×0.98×1.05＝226.38N/mm2将上述诸值代入公式(2)涡轮齿根弯曲强度校核涡轮齿根弯曲强度验算公式：式中，按σFP＝57.4N/mm2满足强度要求。齿轮传动部分设计：小齿轮3与涡轮2连体铸造，通过螺钉固定在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种履带式机器人的新型动力机构，包括箱体、蜗杆传动机构、减速齿轮传动机构、同步带传动机构、及支架—履带机构，其特征在于：还包括单一动力源，所述单一动力源将动力依次经过蜗杆传动机构、减速齿轮传动机构、同步带传动机构传至支架—履带机构；所述蜗杆传动机构包括置于箱体中间部分的蜗杆以及四个与蜗杆成90°配副的蜗轮。

【技术特征摘要】
1.一种履带式机器人的新型动力机构，包括箱体、蜗杆传动机构、减速齿轮传动机构、同步带传动机构、及支架—履带机构，其特征在于：还包括单一动力源，所述单一动力源将动力依次经过蜗杆传动机构、减速齿轮传动机构、同步带传动机构传至支架—履带机构；所述蜗杆传动机构包括置于箱体中间部分的蜗杆以及四个与蜗杆成90°配副的蜗轮。2.根据权利要求1所述的履带式机器人的新型动力机构，其特征在于：所述减速齿轮传动机构包括与涡轮连体铸造的小齿轮、以及与小齿轮啮合的大齿轮。3.根据权利要求2所述的履带式机器人的新型动力机构，其特征在于：所述同步带传动机构包括小带轮、大带轮和同步带，所述小带轮与大齿轮同轴安装，小带轮与大带轮之间通过同步带连接。4.根据权利要求3所述的履带式机器人的新型动力机构，其特征在于：所述支架—履带机构包括四组位于箱体四个...

【专利技术属性】
技术研发人员：菅光霄，王优强，张平，罗恒，李云凯，赵晶晶，宋晓萍，谢奕浓，唐韫泽，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：新型
国别省市：山东,37